Микроскопические уборщики: как бактерии помогают бороться с загрязнением тяжелыми металлами
Тяжелые металлы — вещества, опасные для природы и здоровья людей. Самым распространенным из них — ртути, свинцу, цинку, кадмию, селену — присвоен первый класс опасности. Загрязнение этими элементами — острая проблема современности, особенно для промышленных регионов, где тяжелые металлы отравляют воздух и почву в составе заводских выбросов. Новаторский подход к борьбе с токсичной угрозой разработали ученые Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук. Решение позаимствовано у самой природы: для очистки разных сред от тяжелых металлов и других загрязнителей исследователи предлагают использовать бактерии. О микробной ассоциации для биоремедиации сточных вод и других разработках уральской команды — новая статья «Научной России».
Попадая в почву, тяжелые металлы со временем связываются с другими соединениями и проникают в растения и почвенные организмы, нарушая их жизнедеятельность. Результаты воздействия этих элементов на человека — угнетение иммунной и нервной систем, общее ухудшение физической формы, онкозаболевания. При этом тяжелые металлы с трудом выводятся из живых клеток, поскольку, попав в организм, включаются в метаболические процессы, вставая на место необходимых участников обмена веществ — щелочных и щелочноземельных металлов. Применение непатогенных бактерий для борьбы с тяжелыми металлами — самое безопасное и экономичное решение проблемы.
В мае 2024 г. исследователи из Института экологии и генетики микроорганизмов ПФИЦ УрО РАН зарегистрировали новую микробную ассоциацию, предназначенную для очистки сточных вод от тяжелых металлов (патент RU2818318C1). В качестве «уборщиков» ученые избрали два безопасных штамма микроорганизмов — Gordonia paraffinivorans ИЭГМ 735 и Rhodococcus ruber ИЭГМ 560. Кандидаты подбирались в результате тестирования образцов из Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов ИЭГМ ПФИЦ УрО РАН.
Применение нового бактериального консорциума превосходит по эффективности другие технологии биоочистки с использованием микроорганизмов: результативность очищения с его помощью достигает 100%! В мае 2025 г. на общем собрании членов Российской академии наук председатель УрО РАН Виктор Николаевич Руденко отметил проект в числе наиболее интересных исследований регионального отделения.
Оба штамма в новом бактериальном консорциуме относятся к актиномицетам. Эти создания получили такое название за способность формировать ветвящиеся нити, напоминающие грибницу (мицелий). Актинобактерии — перспективные помощники человека в области экологии, поскольку они в целом устойчивы к воздействию тяжелых металлов и, кроме того, способны перерабатывать углеводороды, поэтому их также можно использовать для борьбы с загрязнением нефтепродуктами. Это отдельное направление исследований сотрудников ИЭГМ ПФИЦ УрО РАН. Особое внимание ученых привлекает такой род актиномицетов, как родококки (их как раз представляет один из штаммов в новом консорциуме): помимо очистки среды от тяжелых металлов, они успешно разлагают не только углеводороды, но и многие другие опасные органические вещества.
Источник: «Научная Россия»